近年来,随着电源功率的增加,传统硅基(Si)功率装置的实体瓶颈愈发明显。如何在提升功率的同时,降低发热、缩小体积、减少成本,已成为半导体产业广泛关注的核心议题。第三代宽禁带半导体材料应用逐渐导入消费电子领域,大大帮助厂商设计高功率密度电源产品。其中碳化硅(SiC)半导体在功率组件领域具备更高的击穿电压、更大的电流承受能力和更宽的温度适应范围,且内阻温度漂移极小、热稳定性及可靠性皆优于传统硅(Si)组件。传统工业级中大功率电源应用中,因考虑能源效率及电源质量要求而需要功率因子修正(PFC)控制器,若又要搭配碳化硅(SiC)半导体,通常需要加上额外的专用驱动芯片及需要考虑上电时序等诸多问题,难以在小体积系统中简易实现整合。
当中大功率电源进入95%以上高效率时代,功率因子修正(PFC)单元的竞争已不再只看减少对电网的谐波污染(符合EMC标准)及使输入电流与电压波形同步(提高功率因子)的电网接口基本要求,而是转向更高效率与整体系统效能的全面优化的关键趋势。因此,通嘉科技近期推出可直驱碳化硅(SiC)半导体的临界导通模式(BCM)功率因子修正(PFC)控制器LD7597C,将有效降低了选用碳化硅(SiC)半导体到既采拓扑时的设计门坎。对高功率密度及高效率电源相关产品线要求下,开发者可以快速完成样机验证与效能评估,减少外部闸极驱动、电磁兼容调试与保护逻辑验证所耗费的人力与时间成本,加快样机迭代与量产准备。下图为LD7597C基础设计应用原理图。

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图一 LD7597C应用电路图

 

根据通嘉科技(Leadtrend)针对 200W(400V/0.5A)评估板的实测对比,LD7597C 芯片在直接驱动190mΩ碳化硅(SiC)MOSFET时,展现出优于传统180mΩ超级结(Super Junction) MOSFET的技术优势。除芯片功耗显著减少(约-30%)外,当电源系统达到热平衡后,更能提升总效率(约+0.7%),并让组件表面温度降低(约-10°C)。此数据证实碳化硅(SiC)方案在高功率密度与高温应用环境中,具有卓越的能效及热管理与可靠性表现。

通嘉科技致力于ACDC中大功率电源应用的完整解决方案的创新及研发,是业界少数有能力可同时提供ACDC电源管理芯片/同步整流IC/协议控制芯片整体方案的企业。通嘉科技一站式(Total Solution)芯片设计,将为客户提供高密度(体积小、携带方便)、兼容性高(可充带USB-C接口手机、平板、笔电)、安全快速充电(可变换输出电压、电流及功率)的真实体验。通嘉科技持续为客户提供更优异的电源完整解决方案,助力其产品能在市场中保持领先地位,同时也将实践通嘉『绿色电源,珍爱地球』的愿景。

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